建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu) 第5版 課件 項(xiàng)目7 軸向受力構(gòu)件的受力和變形分析 任務(wù)2

項(xiàng)目7軸向受力構(gòu)件的受力和變形分析建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務(wù)2繪制軸向拉壓桿的內(nèi)力圖CONTENTS目錄軸力圖的概念01軸力圖的繪制02引例解析03教學(xué)目標(biāo)1.用力學(xué)思維解決工程問(wèn)題的能力。

1.能繪制軸向受力構(gòu)件的軸力圖。1.理解軸力圖的概念。2.掌握軸力圖的繪制。3.掌握考慮自重的軸力圖繪制。知識(shí)目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)PART01軸力圖的概念1.思考福州小城鎮(zhèn)住宅樓項(xiàng)目柱內(nèi)力分析2.軸力圖概念

為了清楚地表示軸力隨橫截面位置的變化情況,常畫(huà)軸力圖。

這種表明軸力隨橫截面位置變化規(guī)律的圖形稱(chēng)為軸力圖。PART02軸力圖的繪制1.軸力圖繪制

畫(huà)軸力圖時(shí)，通常以平行桿件軸線的x坐標(biāo)表示桿件的橫截面位置，以與桿軸線垂直的坐標(biāo)N表示橫截面上的軸力，按適當(dāng)比例將軸力隨橫截面位置變化的情況畫(huà)成圖形。正值軸力位于x軸上方負(fù)值軸力位于x軸下方xN軸力圖作用：（1）反映出軸力與截面位置變化關(guān)系，較直觀；（2）確定出最大軸力的數(shù)值及其所在橫截面的位置，確定危險(xiǎn)截面位置，為強(qiáng)度計(jì)算提供依據(jù)。1.軸力圖繪制

例1：已知

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；

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；試畫(huà)所示桿件的軸力圖。1.軸力圖繪制1）分段：桿件在分界面A、B、C、D截面處有外力，因此，此桿AB、BC、CD各段的軸力不同。分析可知，每段內(nèi)任意截面的軸力為常數(shù)，即軸力圖為三條水平線組成。2）AB段：求段內(nèi)任意截面截面1-1的軸力，用假想截面在1-1處將桿件截成兩部分。取左側(cè)隔離體為研究對(duì)象，如圖（b）所示。由平衡方程：得

（a）（b）（c）（d）（e）3）BC段：求段內(nèi)任意截面截面2-2的軸力，用假想截面在2-2處將桿件截成兩部分。取左側(cè)隔離體為研究對(duì)象，如圖（c）所示。由平衡方程：得

1.軸力圖繪制4）CD段：求段內(nèi)任意截面3-3截面的軸力，用假想截面在3-3處將桿件截成兩部分。取右側(cè)隔離體為研究對(duì)象，如圖（d）所示。（a）（b）（c）（d）（e）由平衡方程：得：

根據(jù)求得的各段軸力，畫(huà)出軸力圖，如圖（e）所示，正、負(fù)軸力分別畫(huà)在基線的兩側(cè)。由軸力圖可以看出AB段的軸力最大.。1.軸力圖繪制

例2：如圖所示為某建筑的一根鋼筋混凝土柱，柱高為3.6m，截面尺寸為450mm×450mm，，柱上承受橫梁傳來(lái)的荷載，其合力通過(guò)柱的軸線，大小為F=100kN，已知鋼筋混凝土的重度為

。求柱中1-1截面、柱底2-2截面的內(nèi)力，并畫(huà)出整根柱子的內(nèi)力圖。1.軸力圖繪制1）求柱中截面的軸力。用假想截面1-1在處將桿件截成兩部分。取上側(cè)隔離體為研究對(duì)象，如圖（b）所示。隔離體上作用著兩個(gè)外力，一個(gè)是橫梁傳來(lái)的荷載F=100kN，一個(gè)是1-1截面以上部分鋼筋混凝土柱的自重，設(shè)以上的柱的體積為V1，自重為G1，則（a）（b）

（c）（d）

（e）由平衡方程:得:1.軸力圖繪制2）求柱底2-2截面的軸力。用假想截面在處將桿件截成兩部分。取上側(cè)隔離體為研究對(duì)象，如圖7-5（c）所示。隔離體上同樣作用著兩個(gè)外力，一個(gè)是橫梁傳來(lái)的荷載F=100kN，一個(gè)是2-2截面以上部分鋼筋混凝土柱的自重，設(shè)以上的柱的體積為V2，自重為G2，則（a）（b）

（c）（d）

（e）由平衡方程:得:1.軸力圖繪制3）繪制軸力圖。由于柱自重的影響，不同截面的內(nèi)力也不相同，計(jì)算距離柱頂任意距離處的截面內(nèi)力。用假想截面在處將桿件截成兩部分。取上側(cè)隔離體為研究對(duì)象，如圖（d）所示。（a）（b）

（c）（d）

（e）由上式可以看出，任意截面的軸力為以為變量的一次函數(shù)。一次函數(shù)的圖像為一條斜直線，取柱頂和柱底的軸力確定此斜直線。當(dāng)時(shí)

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；當(dāng)時(shí)

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